本發(fā)明屬于板材拼焊的，具體涉及一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、激光拼焊是采用激光能源，將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進(jìn)行自動(dòng)拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等，以滿足零部件對材料性能的不同要求，而在對若干板材進(jìn)行拼焊則通常是通過機(jī)器人代替人工完成，從而提高效率，因此機(jī)器人對焊縫的跟蹤則是關(guān)鍵技術(shù)，目前市面上焊縫跟蹤的焊接速度無法自動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)致焊接效率低，而且若干板材拼接后對焊縫進(jìn)行焊接，則需要進(jìn)行固定，否則會(huì)導(dǎo)致焊縫過大，焊接不牢固的現(xiàn)象發(fā)生，該現(xiàn)象成為本領(lǐng)域人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，包括焊接線以及焊縫跟蹤系統(tǒng)，所述焊接線包括機(jī)械手、上料機(jī)構(gòu)、六軸焊接部以及板材安置部，所述六軸焊接部包括z軸、激光焊接頭以及焊縫跟蹤傳感器，所述板材安置部包括底座以及固定機(jī)構(gòu)，所述底座安置于焊接線上；所述固定機(jī)構(gòu)包括四個(gè)固定部以及驅(qū)動(dòng)腔，四個(gè)所述固定部均包括腔室、滑板、推拉桿以及推拉板，且均勻設(shè)置于底座的上方四周，所述焊縫跟蹤系統(tǒng)包括激光掃描視覺傳感模塊、圖像處理模塊以及反饋控制模塊，所述激光掃描視覺傳感模塊用于通過焊縫跟蹤傳感器捕捉焊縫的實(shí)時(shí)圖像，利用三角測量原理進(jìn)行標(biāo)定，以獲取焊縫的形狀和位置信息，所述圖像處理模塊用于通過圖像處理技術(shù)、邊緣檢測以及模板匹配算法，識別焊縫的位置和形狀，從而計(jì)算高度和y向偏差，以確定焊縫的具體位置和形狀偏差，所述反饋控制模塊用于根據(jù)識別到的焊縫位置，系統(tǒng)生成控制信號，實(shí)時(shí)調(diào)整z軸的運(yùn)動(dòng)軌跡，以保持焊縫的準(zhǔn)確性；所述焊縫跟蹤傳感器用于通過激光三角測量法測算出激光焊接頭移動(dòng)路線，其中，激光三角測量法通過測量激光脈沖在目標(biāo)物體上反射后的角度變化來計(jì)算距離；所述激光三角測量法的跟蹤算法為：其中，d是焊縫與激光器和接收器之間的距離，即所需測量的深度，f是接收透鏡的焦距，l是發(fā)射光路光軸與接收透鏡主光軸間的偏移量，即基線距離，d是接收ccd探測器之上的位置偏移量。

3、本發(fā)明進(jìn)一步說明，所述z軸安裝于焊接線上，所述激光焊接頭以及焊縫跟蹤傳感器均固定安裝于z軸上；所述腔室固定安裝于底座的上方，所述滑板滑動(dòng)連接于腔室的內(nèi)壁，所述推拉板通過推拉桿與滑板固定連接，四個(gè)所述腔室的外端之間連接有環(huán)管，所述驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)部，且驅(qū)動(dòng)部與環(huán)管之間連接有氣管；所述焊接機(jī)的焊接步驟包括：步驟s1、機(jī)械手抓取板材并通過上料機(jī)構(gòu)，將若干張板材放入推拉板之間，并相互拼接好，之后通過驅(qū)動(dòng)部產(chǎn)生氣壓，氣體通過氣管進(jìn)入環(huán)管最后進(jìn)入腔室，以固定板材，并對板材限位；步驟s2、z軸運(yùn)行，帶動(dòng)激光焊接頭以及焊縫跟蹤傳感器同步移動(dòng)，焊縫跟蹤傳感器對準(zhǔn)焊縫，通過焊縫跟蹤傳感器捕捉焊縫的實(shí)時(shí)圖像，以獲取焊縫的形狀和位置信息，再確定焊縫的具體位置和形狀偏差，最后根據(jù)識別到的焊縫位置，實(shí)時(shí)調(diào)整z軸的運(yùn)動(dòng)軌跡，對焊縫進(jìn)行焊接；步驟s3、焊接過程中，對焊縫跟蹤速度進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)時(shí)跟蹤焊接，并完成若干板材的拼焊工作。

4、本發(fā)明進(jìn)一步說明，所述步驟s3中，焊縫跟蹤速度的調(diào)節(jié)方式為：其中，v為焊縫跟蹤速度，l為焊縫長度，d為焊絲直徑，r為焊接電流，q為焊接系數(shù)，且根據(jù)具體焊接工藝和設(shè)備而定，通常在0.8至0.9之間。

5、本發(fā)明進(jìn)一步說明，所述驅(qū)動(dòng)部包括電機(jī)、連接軸、軸桿、齒輪以及氣壓腔；所述電機(jī)固定安裝于驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁前側(cè)，所述連接軸與電機(jī)的輸出端固定連接，所述齒輪與驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁后側(cè)軸承連接，且通過軸桿與連接軸連接，所述氣壓腔的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有氣壓板，所述氣壓板的左側(cè)固定安裝有齒板，且齒板與齒輪的下方相互嚙合，所述氣壓腔與氣管管道連接；所述焊縫跟蹤系統(tǒng)還包括板材數(shù)量識別模塊以及智能控制模塊，所述數(shù)量識別模塊設(shè)置于焊縫跟蹤傳感器的內(nèi)部，且與智能控制模塊電性連接，所述智能控制模塊與電機(jī)電性連接，所述板材數(shù)量識別模塊用于通過焊縫跟蹤傳感器識別出板材數(shù)量，所述智能控制模塊用于根據(jù)板材數(shù)量控制電機(jī)的扭力。

6、本發(fā)明進(jìn)一步說明，所述驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁底部固定安裝有中空腔，所述中空腔的內(nèi)壁底部固定安裝有氣缸，所述氣缸的輸出端固定連接有往復(fù)桿，所述往復(fù)桿的上端固定安裝有強(qiáng)磁；所述連接軸的后端開設(shè)有槽口，所述槽口的內(nèi)圈設(shè)置有若干卡槽，所述軸桿的前端設(shè)置有凸臺，且凸臺插入槽口內(nèi)，所述凸臺的一側(cè)軸連接有卡塊，所述卡塊與凸臺外表面之間連接有彈簧，所述卡塊卡接于卡槽內(nèi)，且位于強(qiáng)磁的正上方，所述卡塊具有磁性，且磁極與強(qiáng)磁相同。

7、本發(fā)明進(jìn)一步說明，所述往復(fù)桿的外側(cè)固定安裝有起伏板，且起伏板與中空腔的內(nèi)壁滑動(dòng)連接，所述中空腔的上方與氣壓腔的右側(cè)管道連接。

8、本發(fā)明進(jìn)一步說明，所述中空腔的上方設(shè)置有滑孔，且滑塊內(nèi)壁滑動(dòng)連接有限位桿，所述限位桿的外側(cè)固定有限位塊，且限位塊與中空腔上方外壁之間設(shè)置有彈力簧；所述齒板的左端下方固定安裝有伸縮節(jié)，所述伸縮節(jié)與氣壓腔的左側(cè)軟管連接，且軟管內(nèi)設(shè)置有壓力閥，所述氣壓腔的左側(cè)與外界管道連接，且管道內(nèi)設(shè)置有單向閥，所述伸縮節(jié)的左側(cè)與外部控制閥軟管連接，所述限位桿的上端以及伸縮節(jié)的下端均為球狀，且相互對齊。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明通過焊縫跟蹤系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了焊縫跟蹤的精確性和實(shí)時(shí)性，焊接時(shí)可以更加科學(xué)、準(zhǔn)確地規(guī)劃機(jī)器人的使用時(shí)間，自動(dòng)控制焊接速度，從而提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量；

10、并在焊接時(shí)對若干拼接的板材進(jìn)行擠壓，使得焊縫縮小，提高焊接質(zhì)量，同時(shí)，根據(jù)板材數(shù)量控制電機(jī)扭力變化，針對板材數(shù)量多，焊縫多，這時(shí)控制電機(jī)扭力減小，保障縮小焊縫的同時(shí)，避免對板材的擠壓力過大導(dǎo)致中間的板材凸起從而影響焊接質(zhì)量，針對板材數(shù)量少，相對增加對板材的擠壓力，從而充分縮小焊縫，是焊接的板材強(qiáng)度更高；

11、焊接過程中推拉板呈間歇式松緊板材，從而一方面保障縮小焊縫，另一方面充分避免中間板材凸起，可以最大程度上保護(hù)板材焊接質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，包括焊接線以及焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述焊接線包括機(jī)械手、上料機(jī)構(gòu)、六軸焊接部以及板材安置部，所述六軸焊接部包括z軸(2)、激光焊接頭(21)以及焊縫跟蹤傳感器，所述板材安置部包括底座(1)以及固定機(jī)構(gòu)，所述底座(1)安置于焊接線上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述z軸(2)安裝于焊接線上，所述激光焊接頭(21)以及焊縫跟蹤傳感器均固定安裝于z軸(2)上；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述步驟s3中，焊縫跟蹤速度的調(diào)節(jié)方式為：其中，v為焊縫跟蹤速度，l為焊縫長度，d為焊絲直徑，r為焊接電流，q為焊接系數(shù)，且根據(jù)具體焊接工藝和設(shè)備而定，通常在0.8至0.9之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)部包括電機(jī)(41)、連接軸(42)、軸桿(43)、齒輪(44)以及氣壓腔(45)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)腔(4)的內(nèi)壁底部固定安裝有中空腔(46)，所述中空腔(46)的內(nèi)壁底部固定安裝有氣缸(461)，所述氣缸(461)的輸出端固定連接有往復(fù)桿(462)，所述往復(fù)桿(462)的上端固定安裝有強(qiáng)磁(463)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述往復(fù)桿(462)的外側(cè)固定安裝有起伏板(464)，且起伏板(464)與中空腔(46)的內(nèi)壁滑動(dòng)連接，所述中空腔(46)的上方與氣壓腔(45)的右側(cè)管道連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述中空腔(46)的上方設(shè)置有滑孔，且滑塊內(nèi)壁滑動(dòng)連接有限位桿(465)，所述限位桿(465)的外側(cè)固定有限位塊(467)，且限位塊(467)與中空腔(46)上方外壁之間設(shè)置有彈力簧(466)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于板材拼焊的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種拼焊板焊接用焊縫跟蹤系統(tǒng)，其中包括焊接線以及焊縫跟蹤系統(tǒng)，所述焊接線包括機(jī)械手、上料機(jī)構(gòu)、六軸焊接部以及板材安置部，所述六軸焊接部包括Z軸、激光焊接頭以及焊縫跟蹤傳感器，所述板材安置部包括底座以及固定機(jī)構(gòu)，所述底座安置于焊接線上；所述固定機(jī)構(gòu)包括四個(gè)固定部以及驅(qū)動(dòng)腔，四個(gè)所述固定部均包括腔室、滑板、推拉桿以及推拉板，且均勻設(shè)置于底座的上方四周，所述焊縫跟蹤系統(tǒng)包括激光掃描視覺傳感模塊、圖像處理模塊以及反饋控制模塊，該系統(tǒng)解決了當(dāng)前板材拼焊時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤的精確性和實(shí)時(shí)性，導(dǎo)致生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量降低，且焊接時(shí)無法穩(wěn)固住板材導(dǎo)致板材松動(dòng)的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：晏劉武,朱君
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州市鐳爍光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23